師晴晴
江蘇安科瑞電氣股份有限公司，江蘇江陰 214405
摘要：本文介紹了安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中的應(yīng)用，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能化管理。為機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所配電房**、可靠、的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，亦給其開展節(jié)能減排工作提供了有力的資料依據(jù)。
關(guān)鍵詞： 智能配電 電力監(jiān)控 節(jié)能減排 機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所
概述
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)用戶側(cè)樓宇、體育場館、科研設(shè)施、機(jī)場、交通、醫(yī)院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高/低壓變配電系統(tǒng)中。智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)對高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。通過實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因子、電度、頻率和電流開關(guān)狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，當(dāng)參數(shù)值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警，并對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在用電量及用電設(shè)備的管理中已經(jīng)起到了不可替代的作用。
項(xiàng)目簡介
機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所內(nèi)主要包括1間低壓配電房，該配電房內(nèi)含有兩路進(jìn)線、一路母聯(lián)和11臺(tái)低壓饋線柜。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年10月份承接了機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，為該項(xiàng)目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是：機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所有限責(zé)任公司的低壓配電室內(nèi)智能儀表的所有電參量。
客戶需求
設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
? ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
? JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
? GA/T74-94 《中華人民共和國**防范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
? GA/T70-94 《中華人民共和國公共**行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
? GA/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
? IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
? GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
? GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》
? GB/T17626.6 《射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》
? GB/T17626.8 《工頻磁場的抗擾度試驗(yàn)》
? GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)》
? GB/T17626.11 《電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》
? GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》
? GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
? GB/T13729-92 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
? GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
? GB/T15145-94 《微機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
? GB/T13729 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
? DL/T630 《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
? GB/T13850 《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測量變送器》
? GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
? GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》
? GB2887 《計(jì)算站場地技術(shù)要求》
項(xiàng)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是由智能測控裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及計(jì)算機(jī)設(shè)備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項(xiàng)目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同，可采取不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是無論采取何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò)通訊層——現(xiàn)場設(shè)備層”的分層分布式設(shè)計(jì)思想。這種分層設(shè)計(jì)，符合當(dāng)前通訊體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在每層都能相對地完成監(jiān)視控制功能，即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的監(jiān)視控制，也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能?，F(xiàn)以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)為例，對該智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。
該項(xiàng)目數(shù)據(jù)字典如下：
|
綿陽機(jī)械制造工藝研究所電力監(jiān)控系統(tǒng)
|
|
波特率：9600
|
|
序號(hào)
|
柜號(hào)
|
回路編號(hào)
|
回路名稱
|
儀表型號(hào)
|
端口
|
儀表地址
|
變量名稱前綴（如電流）
|
PT
|
CT
|
|
1
|
1AH
|
1
|
電源進(jìn)線
|
CDD-JB12
|
COM6
|
2
|
A1AH_Ia_
|
100
|
100
|
|
2
|
2AH
|
2
|
TM1
|
CDD-JB24
|
3
|
A2AH_Ia_
|
100
|
50
|
|
3
|
3AH
|
3
|
TM2
|
CDD-JB24
|
4
|
A3AH_Ia_
|
100
|
50
|
|
4
|
4AH
|
4
|
生活區(qū)
|
CDD-JB12
|
5
|
A4AH_Ia_
|
100
|
50
|
|
5
|
5AH
|
5
|
備用
|
CDD-JB12
|
6
|
A5AH_Ia_
|
20
|
50
|
|
7
|
P101
|
2
|
進(jìn)線
|
ACR220E/K
|
COM5
|
2
|
D01_Ia
|
1
|
600
|
|
8
|
P102
|
3
|
電容補(bǔ)償
|
PZ80-E4/K
|
3
|
D02_Ia
|
1
|
400
|
|
9
|
P103
|
4
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
4
|
D03_Ia
|
1
|
30
|
|
10
|
5
|
620-2APE
|
PZ80-E4/K
|
5
|
D04_Ia
|
1
|
80
|
|
11
|
6
|
620-1APE
|
PZ80-E4/K
|
6
|
D05_Ia
|
1
|
120
|
|
12
|
7
|
門衛(wèi)室AME
|
PZ80-E4/K
|
7
|
D06_Ia
|
1
|
15
|
|
13
|
8
|
620-3APE
|
PZ80-E4/K
|
8
|
D07_Ia
|
1
|
40
|
|
14
|
9
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
9
|
D08_Ia
|
1
|
30
|
|
15
|
P104
|
10
|
620-1K-2-1
|
PZ80-E4/K
|
10
|
D09_Ia
|
1
|
160
|
|
16
|
11
|
620-1K-1-1
|
PZ80-E4/K
|
11
|
D10_Ia
|
1
|
160
|
|
17
|
P105
|
12
|
620-1APB2
|
PZ80-E4/K
|
12
|
D11_Ia
|
1
|
80
|
|
18
|
13
|
620-1APB1
|
PZ80-E4/K
|
13
|
D12_Ia
|
1
|
160
|
|
19
|
P106
|
14
|
620-1K-3
|
PZ80-E4/K
|
14
|
D13_Ia
|
1
|
60
|
|
20
|
15
|
907辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
15
|
D14_Ia
|
1
|
60
|
|
21
|
16
|
待建廢水處理池
|
PZ80-E4/K
|
16
|
D15_Ia
|
1
|
40
|
|
22
|
17
|
908辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
17
|
D16_Ia
|
1
|
30
|
|
23
|
18
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
18
|
D17_Ia
|
1
|
60
|
|
24
|
P107
|
19
|
902-1辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
19
|
D18_Ia
|
1
|
80
|
|
25
|
20
|
903-1空調(diào)機(jī)組1
|
PZ80-E4/K
|
20
|
D19_Ia
|
1
|
80
|
|
26
|
21
|
903-1辦公室用電
|
PZ80-E4/K
|
21
|
D20_Ia
|
1
|
40
|
|
27
|
22
|
908辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
22
|
D21_Ia
|
1
|
30
|
|
28
|
23
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
23
|
C22_Ia
|
1
|
60
|
|
29
|
P201
|
2
|
二號(hào)變壓器進(jìn)線
|
PZ80-E4/K
|
COM4
|
2
|
C01_Ia
|
1
|
600
|
|
30
|
P202
|
3
|
補(bǔ)償柜
|
PZ80-E4/K
|
3
|
C02_Ia
|
1
|
400
|
|
31
|
P203
|
4
|
聯(lián)絡(luò)
|
PZ80-E4/K
|
4
|
C03_Ia
|
1
|
400
|
|
32
|
P204
|
5
|
620-1K-1-2
|
PZ80-E4/K
|
5
|
C04_Ia
|
1
|
160
|
|
33
|
6
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
6
|
C05_Ia
|
1
|
40
|
|
34
|
7
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
7
|
C06_Ia
|
1
|
40
|
|
35
|
8
|
902-1辦公室
|
PZ80-E4/K
|
8
|
C07_Ia
|
1
|
60
|
|
36
|
9
|
620-1K-2-2
|
PZ80-E4/K
|
9
|
C08_Ia
|
1
|
160
|
|
37
|
P205
|
10
|
620-1APB1
|
PZ80-E4/K
|
10
|
C09_Ia
|
1
|
80
|
|
38
|
11
|
902-1空調(diào)機(jī)組B
|
PZ80-E4/K
|
11
|
C10_Ia
|
1
|
80
|
|
39
|
12
|
903-1辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
12
|
C11_Ia
|
1
|
80
|
|
40
|
13
|
903-2辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
13
|
C12_Ia
|
1
|
80
|
|
41
|
14
|
620-1APA
|
PZ80-E4/K
|
14
|
C13_Ia
|
1
|
80
|
|
42
|
15
|
備用
|
PZ80-E4/K
|
15
|
C14_Ia
|
1
|
40
|
|
43
|
16
|
待建藥庫
|
PZ80-E4/K
|
16
|
C15_Ia
|
1
|
30
|
|
44
|
17
|
907辦公用電
|
PZ80-E4/K
|
17
|
C16_Ia
|
1
|
60
|
|
45
|
P206
|
18
|
電能160
|
PZ80-E4/K
|
18
|
C17_Ia
|
1
|
80
|
|
46
|
19
|
電能表
|
PZ80-E4/K
|
19
|
C18_Ia
|
1
|
60
|
|
47
|
P207
|
20
|
620-4AC1
|
PZ80-E4/K
|
20
|
C19_Ia
|
1
|
80
|
|
48
|
21
|
門衛(wèi)室
|
PZ80-E4/K
|
21
|
C20_Ia
|
1
|
20
|
|
49
|
22
|
620-3APE
|
PZ80-E4/K
|
22
|
C21_Ia
|
1
|
80
|
|
50
|
23
|
620-2APE
|
PZ80-E4/K
|
23
|
C22_Ia
|
1
|
120
|
|
51
|
24
|
620-1APE
|
PZ80-E4/K
|
24
|
C23_Ia
|
1
|
80
|
針對上述現(xiàn)場的具體情況，Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
硬件設(shè)備選型：
四川機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所主站層位于一層總值班室內(nèi)，電力監(jiān)控系統(tǒng)的站控管理層設(shè)備具體包括：Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)工控機(jī)一套、打印機(jī)、UPS。負(fù)責(zé)將通訊管理層上傳的數(shù)據(jù)解包，進(jìn)行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作、以及整個(gè)變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備的選型主要從兩個(gè)方面考慮，一個(gè)是用戶需求，功能實(shí)現(xiàn)方面；二是根據(jù)現(xiàn)場情況，綜合項(xiàng)目的費(fèi)用來考慮的。針對這個(gè)項(xiàng)目來說，用戶的需求常規(guī)，軟件功能實(shí)現(xiàn)起來相對容易；現(xiàn)場情況比較簡單，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)比較少，所以網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備采用性價(jià)比高的4口帶隔離的通訊管理機(jī)，既能滿足用戶要求，又能減低項(xiàng)目成本。現(xiàn)場設(shè)備層的選型，在本項(xiàng)目中主要從性價(jià)比考慮。兩路進(jìn)線選擇的是安科瑞生產(chǎn)的ACR220E/K網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度等。出線回路選擇的是安科瑞生產(chǎn)的PZ80-E4/K，它可以測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度等。
系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)：
友好的人機(jī)交互界面
變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。
用戶管理
本軟件可對不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的**性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷大值、功率因子上下限等），并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。
趨勢曲線分析
系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線分析接口，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
報(bào)表管理
系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。
事件記錄和故障報(bào)警
系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
結(jié)束語
本文以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)終實(shí)現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于維護(hù)人員明確設(shè)備運(yùn)行狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高工作效率。它以較少的投資，極大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、**性和自動(dòng)化水平。
參考文獻(xiàn)：
1）安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2010.08版.
2）電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 任致程、周中，中國電力出版社 2007.
作者簡介：
師晴晴（1985－），女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
QQ：2880956075 T：0510-86189390 M:18860995120 F:0510-86179930 E-MAIL:2880157874@qq.com
